专利名称：变电站直流系统交流入侵保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于保护装置领域，尤其涉及一种用于变电站直流系统的保护装置。
背景技术：
变电站直流系统变电站直流系统在变电站辅助设备中起着举足轻重的作用，但由于变电站的特殊性，变电站中的直流系统比其他场合更容易受到雷电波侵入、交流侵入、直流接地等外来的干扰，这些干扰不但可能损坏二次设备，还可能引起开关误跳等严重事故。现有的直流系统通过加装避雷器、直流绝缘监测装置等手段，较好地解决了雷电波侵入和直流接地查找的问题，但对于交流侵入尚没有有效的解决方案。由于变电站110/220V直流系统均为不接地系统，一旦由于某种原因，接地的交流分量串入了直流系统，就会使直流母线叠加上一个很大的对地交流电压。随着微机保护和集成型操作箱的普及，一方面各类中间继电器日益小型化，另一方面由于微机保护和自动化装置大量使用抑制共模干扰的EMI (电磁干扰)滤波器，使直流母线的对地电容日益增加，这样，侵入直流系统的交流分量将通过各直流回路的电缆分布电容、母线对地电容施加在某些中间继电器上，从而可能造成开关误动的严重事故。此外由于50Hz交流分量与流变、压变的二次电流、电压同频，还可能对某些抗干扰能力较差的保护装置、自动化装置产生干扰，导致装置损坏、开关误动。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种变电站直流系统交流入侵保护装置，其采用在直流母线与大地之 间设置空气开关和二极管的电路结构，能有效避免交流侵入直流系统后可能导致的事故。本实用新型的技术方案是:提供一种变电站直流系统交流入侵保护装置，其特征是:所述的交流入侵保护装置包括第一二极管、第二二极管、空气开关和交流电压表，其第一二极管的负极与第二二极管的正极连接后，与接地端子相连，所述第一二极管的正极和第二二极管的负极，分别与空气开关的出线端相连，所述空气开关的进线端与直流母线连接。具体的，所述的空气开关为双极式空气开关，所述双极式空气开关的正极输入端与第一直流母线连接，所述双极式空气开关的负极输入端与第二直流母线连接，所述双极式空气开关正、负极的输出端，分别与第一二极管的正极与第二二极管的负极对应连接。其所述的交流电压表的一个测量输入端与空气开关的正极或负极出线端相连，另一个测量输入端与接地端子相连，交流电压表的电源端与所述空气开关的出线端相连。其所述的交流电压表是采用带接点输出的数字型交流电压表。其所述的空气开关为延时动作型空气开关。所述的第一二极管或第二二极管，由一个以上的整流二极管串联而构成。与现有技术比较，本实用新型的优点是:[0015]1.在直流母线与大地之间，串接二极管，利用二极管的单向导通作用，构成智力直流母线与大地之间的交流分量通道，从而避免了交流分量对直流系统的伤害；2.利用二极管的电压钳位作用，保证直流母线对地电压的相对稳定，以使入侵的高压交流分量不再流入其他回路；3.利用交流电压表的辅助触点，对外提供报警信号触点，实现报警功能。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型电路原理示意图。图中I为第一二极管，2为第二二极管，3为空气开关，4为交流电压表。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步说明。图1中，本技术方案的交流入侵保护装置，包括第一二极管1、第二二极管2、空气开关3和交流电压表4。其第一二极管的负极与第二二极管的正极连接后，与接地端子相连，所述第一二极管的正极和第二二极管的负极，分别与空气开关的出线端相连，所述空气开关的进线端与直流母线连接。具体的，所述的空气开关为 双极式空气开关，所述双极式空气开关的正极输入端与第一直流母线连接，所述双极式空气开关的负极输入端与第二直流母线连接，所述双极式空气开关正、负极的输出端，分别与第一二极管的正极与第二二极管的负极对应连接。其所述的交流电压表的一个测量输入端与空气开关的正极或负极出线端相连，另一个测量输入端与接地端子相连，交流电压表的电源端与所述空气开关的出线端相连。其所述的交流电压表是采用带接点输出的数字型交流电压表。其所述的空气开关为延时动作型空气开关。所述的第一二极管或第二二极管，由一个以上的整流二极管串联而构成。图2中，正常运行时，直流母线的直流电压通过空气开关3加在第一二极管1、第二二极管2与大地之间。当直流系统正常时，由于直流母线的正母线、大地、负母线三者间的电位关系所致，两个二极管I和2均不导通。当发生母线直流接地时，也不可能出现负母电位高于大地或正母低于大地的现象，因此二极管仍旧不导通，可视作不存在。当交流分量窜入直流系统后，如果窜入直流系统的负母线(简称负极)部分，则交流电的正半周将通过二极管I短路，如果窜入直流系统的正母线(简称正极)部分，同理交流电的负半周将通过2短路，从而迫使该交流回路或直流支路的空气开关迅速跳闸，切除入侵的交流分量。如果侵入的交流分量幅值很大(例如，高压“反击”窜入)，由于二极管的电压钳位作用，可以保证直流母线对地电压的相对稳定，至少可以使入侵的高压交流不再流入其他回路。[0034]本技术方案使得直流正母线的电压始终高于大地电位，负母线电压始终低于大地电位，无论何时直流母线对地电压偏移范围一直控制在常规直流接地时的范围内，有效保证了直流母线对地电压的稳定，大幅降低了因交流入侵导致中间继电器误动的概率。如果交流分量通过过渡电阻串入，可能通过二极管的短路电流太小使空气开关无法跳闸，但由于母线对地电压波动一直限制在较小的范围内，还是能大幅降低了继电器误动的概率。交流电压表4的一个测量输入端与空气开关3的正极或负极出线端相连，另一个与接地端子相连，交流电压表4的电源端与所述空气开关3的出线端相连。本技术方案采用带输出接点的数字型交流电压表，用于监视直流母线对大地的交流分量，一旦出现较大的交流电压，即说明有交流入侵直流系统，交流电压表内的告警接点就能及时输出告警信号，提醒运行人员注意。其所述第一二极管I与第二二极管2，可以采用一个以上的整流二极管串联而构成，用于防止二极管击穿造成的直流接地。当两个二极管都损坏击穿时，空气开关3会跳闸隔离故障，以保证直流系统的正常运行。空气开关3采用延时动作型，主要为防止外部交流入侵时，空气开关3抢先误动作，从而导致保护失效。本技术方案的实施，使变电站的直流系统对于直流分量而言是不接地系统，对于交流分量却是接地系统，从整体上提高了直流系统的抗交流入侵能力。此外，大功率、高反压的二极管价格低廉，可靠性高，使这个方案具备了较好的实用性。·本技术方案的另一个特点是，对于幅值小于直流系统对地电压的交流分量串入，二极管不起作用，因此不会干扰采用交流注入方式的直流接地探测装置的工作。总的来说，对于站用电、压变等低压交流侵入，采用钳位二极管方案能够较好地避免可能带来的事故隐患，对于高压交流侵入，钳位二极管方案通过保持母线对地电压的稳定，阻止故障支路上传入的高电压再击穿别的直流支路，能有效避免交流侵入直流后可能导致的事故。本实用新型可广泛用于变配电站直流系统的保护领域。
权利要求1.一种变电站直流系统交流入侵保护装置，其特征是: 所述的交流入侵保护装置包括第一二极管、第二二极管、空气开关和交流电压表，其第一二极管的负极与第二二极管的正极连接后，与接地端子相连，所述第一二极管的正极和第二二极管的负极，分别与空气开关的出线端相连，所述空气开关的进线端与直流母线连接。
2.按照权利要求1所述的变电站直流系统交流入侵保护装置，其特征是所述的空气开关为双极式空气开关，所述双极式空气开关的正极输入端与第一直流母线连接，所述双极式空气开关的负极输入端与第二直流母线连接，所述双极式空气开关正、负极的输出端，分别与第一二极管的正极与第二二极管的负极对应连接。
3.按照权利要求1所述的变电站直流系统交流入侵保护装置，其特征是所述的交流电压表的一个测量输入端与空气开关的正极或负极出线端相连，另一个测量输入端与接地端子相连，交流电压表的电源端与所述空气开关的出线端相连。
4.按照权利要求1所述的变电站直流系统交流入侵保护装置，其特征是所述的交流电压表是采用带接点输出的数字型交流电压表。
5.按照权利要求1所述的变电站直流系统交流入侵保护装置，其特征是所述的空气开关为延时动作型空气开关。
6.按照权利要求1所述的变电站直流系统交流入侵保护装置，其特征是所述的第一二极管或第二二极管 ，由一个以上的整流二极管串联而构成。
专利摘要一种变电站直流系统交流入侵保护装置，属保护领域。其包括第一二极管、第二二极管、空气开关和交流电压表，其第一二极管的负极与第二二极管的正极连接后，与接地端子相连，所述第一二极管的正极和第二二极管的负极，分别与空气开关的出线端相连，所述空气开关的进线端与直流母线连接。其采用在直流母线与大地之间设置空气开关和二极管的电路结构，能有效避免交流侵入直流系统后可能导致的事故；利用二极管的电压钳位作用，保证直流母线对地电压的相对稳定；利用交流电压表的辅助触点，对外提供报警信号触点，实现报警功能。可广泛用于变配电站直流系统的保护领域。
文档编号H02H3/50GK203135401SQ201320154130
公开日2013年8月14日 申请日期2013年3月30日 优先权日2013年3月30日
发明者屠云良, 周徐达, 刁冠勋, 王和杰, 毛颖科 申请人:国家电网公司, 上海市电力公司